Les adsobeurs de gaz à lit fixe sont utilisés pour séparer une/des espèces gazeuses d'un mélange de gaz. Ils sont constitués d'une enceinte contenant un lit fixe de particules adsorbantes. Le gaz passe à travers le lit d'adsorbant où l'espèce de gaz cible est adsorbée dans les particules d'adsorbant.
Selon les caractéristiques moléculaires de l'espèce à séparer et son affinité pour le matériau adsorbant, ils peuvent fonctionner sous haute pression (adsorbeur à pression alternée - PSA), pression proche de la pression atmosphérique (adsorbeur à vide - VSA), à la température la plus basse qui évite condensation (adsorption modulée en température - TSA) ou combinaison de pression et de température.
Des matériaux adsorbants spécifiques sont utilisés pour adsorber les espèces de gaz cible et sont typiquement du charbon actif, du gel de silice, de l'alumine, de la résine et des zéolites.
Les particules adsorbantes ont une capacité d'adsorption définie pour les molécules en phase gazeuse. C'est pourquoi un contact prolongé avec le gaz d'alimentation conduira ultimement à la saturation de l'adsorbant solide qui devra alors être soit régénéré, soit remplacé.
Dans l'adsorbeur à pression alternée, la régénération du lit d'adsorbant se fait par oscillation de la pression depuis une pression élevée à pression basse.
Une fois l'adsorbant régénéré, la pression d'opération revient à la pression d'origine. Le même principe s'applique dans le cas de l'adsorbeur oscillant à vide, où le procédé oscille entre la pression atmosphérique et un vide pour désorber le produit adsorbé.
Dans l'adsorbeur à température alternée la température du lit est augmentée pour désorber le matériau adsorbé.